Gouttes nageuses

L’histoire de la naissance des gouttes nageuses est en soi toute une aventure….

On peut provoquer l’autopropulsion d’une goutte d’eau dans l’huile par effet Marangoni en induisant une asymétrie dans le champ de concentration du surfactant qui stabilise la goutte. Un cas particulier de cette technique consiste a faire réagir le surfactant avec un composé chimique produit au sein de la goutte. On se trouve alors en présence d’un double système de surfactant, celui d’origine et celui ayant réagi. Les deux surfactant ne développent pas la même tension de surface. Une instabilité conduit à une répartition hétérogène de ces deux surfactants à la surface de la goutte. Le gradient de tension de surface induit assure la propulsion de la goutte … tant que la réaction chimique se poursuit.

Afin de mieux contrôler le système nous avions choisi une réaction chimique catalysée dont le catalyseur ne pouvait être actif que sous UV. Et… quelle ne fut pas notre surprise de constater que nos gouttes nageaient même à l’abri des UV ! Afin d’en avoir le coeur net, nous avons supprimé tout composé chimique de l’intérieur de la goutte : des gouttes d’eau dans l’huile, chargée en surfactant, et … elles nagent !!! Une goutte de typiquement 100 microns de diamètre se déplace à typiquement 15 microns / s. La clé du mystère réside dans le fait que les gouttes diminuent aussi en taille, très lentement mais inexorablement… Pour en savoir plus, lire l’article de Ziane Izri et Marjolein van der Linden, qui ont élucidé cette affaire en collaboration avec Sébastien Michelin (Ladhyx).

Le mécanisme ne reposant pas sur une réaction chimique, il est extrêmement stable : nous avons donc pu utiliser ces gouttes pour transporter des colloïdes, mais aussi des cellules !


Depuis, nous étudions la nage de ces gouttes dans différentes géométries, en particulier dans les géométries de canaux micro-fluidiques où elles pourraient se rendre bien utile.

Izri, Z., van der Linden, M. N., Michelin, S., & Dauchot, O. (2014). Self-Propulsion of Pure Water Droplets by Spontaneous Marangoni-Stress-Driven Motion. Physical Review Letters, 113(24), 248302.

Haut de page



À lire aussi...

Colloïdes actifs

Notre premier contact avec les colloïdes actifs est du à Denis Bartolo. Il avait trouvé comment exploiter un effet connu depuis 1896, la rotation de (...) 

> Lire la suite...

Grains marcheurs

Nos grains marcheurs ont été conçus dés 2008, au cours de la thèse de Julien Deseigne. Il s’agit de disques métallique d’un diamètre de 4mm ou 6 mm, (...) 

> Lire la suite...